JAVA课程设计聊天室系统

J A V A课程设计聊天室

系统

-CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN

Java课程设计指导书（学生版初稿）

第二章聊天室系统

目标

背景介绍

2.1.1 业务背景

2.1.2 技术背景

需求分析

2.2.1功能需求分析

2.2.2 业务对象分析

2.2.3 验收测试要求

系统设计

2.3.1 总体设计

2.3.2 详细设计

系统实现

小结

展望

第二章聊天室系统

学习目标：

1、理解基于网络的C/S模式的软件系统结构，掌握网络编程的基本概念。

2、了解Java 的多线程机制，掌握Java多线程技术的应用。

3、熟练掌握基于TCP协议的Socket编程。

4、了解Socket编程的协议约定，掌握简单应用协议的开发。

5、进一步巩固发展团队协作能力。

学习寄语：想必大家都用过QQ，其主要功能就是聊天，是不是很想知道它是如何实现的本项目就是帮你实现一个简单的聊天系统，当然跟商业项目没法比，但从中你却可以了解这些系统是如何实现的，学到开发类似系统的基础知识和基本技能（基本并不意味不实用）。本章的内容有一定难度（多线程、基于TCP的应用协议编程），所以系统的开发采用了“增量迭代”的开发方式，由简易到繁难，希望你能顺利前行。我们的信念依然是：“不抛弃，不放弃”。你的改变和收获依然是老师真诚的期待，期待你更踏实、更自信。Come on!

背景介绍

2.1.1 业务背景

随着网络社会的不断发展，具有相同兴趣的网民需要互相远程交流，既要能省钱又要能即时交互，电话太贵、email又嫌慢，所以开发一个类似QQ 的及时通讯系统就变得非常有意义了。“Happy Chat”聊天系统应运而生，它较之QQ的唯一好处是自主开发，用的放心，更适合在局域网内使用。它提供的功能远不如QQ丰富，但应具有如下功能：（1）与聊天室成员一起聊天；（2）可以与聊天室成员私聊；（3）用户注册、登录；（4）服务器监控聊天内容；（5）服务器发送通知；（6）服务器踢人；（7）保存服务器日志。（8）保存用户聊天信息。

2.1.2 技术背景

本系统要求使用java技术开发，使用文件保存数据，集成开发环境使用eclipse。开发者应有java程序设计语言、SWING基本GUI组件、多线程、文件使用、socket编程、使用eclipse的基本知识和技能。系统采用两层C/S体系结构，C端负责通过GUI与客户交互，实现注册、登陆、收发信息、退出等功能； S端是聊天系统的应用服务器，主要有处理用户注册、登录、用户收发信息、用户退出等功能。C端和S端是通过网络交互的，其基本原理如图1所示：

图1 C/S通讯基本原理图

首先服务器启动，它会建立一个专门用于接收客户端连接请求的“倾听Socket”（相当于总服务台，有固定的IP地址和端口号）,然后等待客户的连接请求。

当用户想聊天时，从界面输入信息，然后与服务器建立Socket连接（连接时应指定服务器的IP地址和端口号，而客户端socket的端口由本方操作系统从空闲端口中确定），服务器端的“倾听Socket”收到连接请求后，一般会接受连接请求，并生成一个服务端socket（其端口号由服务端操作系统从空闲端口中确定），专门负责与此客户端socket的通信。一旦连接请求成功，客户端将信息及请求通过本方socket的输出流发送给服务器端相应的socket，服务端则通过服务器端Socket的输入流接受客户端传输过来的信息及请求，分析是何请求，然后根据请求类型，进行相应的处理（如登录、转发信息等）。服务方也可以根据需要，通过socket的输出流发信息和请求给客户端（公告）。客户方和服务方都可以通过关闭本方的socket而结束一次通讯过程。

不难发现服务器需要能同时接受多个客户的请求，为了实现这一点，一般使用多线程机制来处理，对每一个客户端连接通讯，服务器端都有一个线程专门负责处理（相当于一个服务员专门服务一个以IP地址和端口号唯一标识的客户）。

上述方式两个聊天者之间通信必须通过服务器进行转发，聊天者多时，显然服务器是个性能瓶颈。能不能聊天者之间直接通信当然可以，这是所谓的P2P 聊天室，缺点是对聊天者缺乏集中监管的手段。也有界于二者之间的，即有一服务器，接受注册和登录，实际聊天双方通信时，仍然是直接通信，此时服务器相当于一个婚姻介绍所，只管牵线搭桥，具体谈还是聊天者自己的事。

本文主要采用聊天信息通过服务器转发的方式，而且只支持一个聊天室。因为其他典型系统如电子邮件系统，FTP系统均采用类似结构，WEB服务系统本质上也是C/S系统，只不过其客户端是浏览器，采用了HTTP通信协议和HTML，所以变成了B/S结构，可以认为是C/S的一个具体应用，其机理是相似的。

需求分析

2.2.1功能需求分析

系统的主要功能已在业务分析中有所介绍，在这里需要对每个功能从使用者角度作较为具体的分析。很明显，整个系统的功能可以自然地分为客户端和服务器端。以下是主要用例描述

一客户端

1 . 注册

（1）客户启动程序，显示出登陆界面

（2）客户选择其中的注册按钮，系统显示注册界面

（3）客户填写用户名、密码、确认密码、性别、年龄、电子邮件，按确定按钮

（4）系统验证密码和确认密码是否相符、用户名（不能重复）、电子邮件格式、年龄（大于10小于100）

（5）系统发送上述信息及“注册请求”到服务端，等待服务端返回“注册成功”消息

（6）系统提示注册成功

（7）系统返回登陆界面

若验证失败，提示“重新输入”

若服务端返回“注册失败”，提示“注册失败”

若服务端返回“注册失败用户名重名”，则提示“注册失败用户重名”。

2. 登录

（1）客户启动程序，显示出登陆界面

（2）客户填写用户名、密码，服务器IP地址，按登陆按钮

（3）系统验证用户名、密码，不能为空、密码字符长度为6-10

（4）系统发送用户名、密码及“登陆请求”到服务端，等待服务端返回“登录成功”消息

（5）若成功系统显示客户端主界面（收发消息界面）

若用户名、密码验证失败，系统提示；“用户名或密码错”，重复3次若仍不能通过验证则客户端程序退出。